Используя этот веб-сайт, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie. Мы используем их для оптимизации процессов использования сайта его посетителями.
ок
Click to order
Ваш заказ
Total: 
Фамилия
Имя
Email
Ваш телефон
Доставка
Точную стоимость доставки уточнит оператор после оформления заказа
Нажимая на эту кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности.
Content Oriented Web
Make great presentations, longreads, and landing pages, as well as photo stories, blogs, lookbooks, and all other kinds of content oriented projects.
Elemyo | 27 июля 2022

Обзор ЭМГ/ЭКГ модуля
MYO v1.4

Набор ЭМГ датчиков для беспроводной регистрации мышечной активности. ПО для визуализации миографических сигналов

В данном обзоре мы разберем вопросы, касающиеся ЭМГ/ЭКГ модуля MYO v1.4: от описания и комплектации до установки программного обеспечения для визуализации ЭМГ и ЭКГ сигналов.
1. Описание
MYO v1.4 – высокотехнологичный датчик для регистрации ЭМГ (электромиографических) и ЭКГ (электрокардиографических) сигналов, совместимый с большинством современных микроконтроллеров и имеющий программное обеспечение с открытым исходным кодом.
Отличительные особенности:
Программируемый коэффициент усиления.
Изогнутая контактная поверхность, обеспечивающая надежный контакт с поверхностью кожи.
Электроды изготовлены из нержавеющей стали и не требуют постоянной замены (в отличие от гелевых электродов).
Для работы достаточно сухого контакта с кожей (не нужно использовать специализированные гели).
Высокая устойчивость к источникам внешних помех (схема датчика позволяет эффективно подавлять внешние наводки).
Бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом (для операционных систем Windows 10, macOS, Linux).
Характеристики:
Размер модуля 35.4⨯13.8⨯6.0 мм. Шаг контактов 1.27 мм.
Диапазон напряжения питания 4.5 — 5.5 V. Типичное напряжение 5 V.
Низкий ток потребления 3 mA.
Выходной сигнал аналоговый, максимальный размах равен напряжению питания.
Базовый коэффициент усиления равен 1000 V/V, может быть увеличен в ⨯1, ⨯2, ⨯4, ⨯5, ⨯8, ⨯10, ⨯16 или ⨯32 раз. Регулируется посредством SPI интерфейса.
Диапазон пропускаемых частот: 10 - 200 Гц.
Распиновка ЭМГ датчика мышц MYO v1.4
Рис. 1 Распиновка MYO v1.4
Основные отличия от MYO v1.3:
Поверхность имеет изогнутую форму, улучшающую контакт с кожей (Рис. 2)
Уменьшенный размер (по толщине, длине и ширине на 30%, 20% и 11% соответственно) (Рис. 3)
Разъем для подключения (сменный провод)
Отсутствует сигнальный выход на 3.3 В
Наличие диода, информирующего о включении модуля
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4
Рис. 2 Изогнутая форма контактной поверхности модуля
Распиновка ЭМГ датчика мышц MYO v1.4
Рис. 3 Сравнение размеров модулей MYO v1.3 и MYO v1.4
2. Крепление датчика
Закрепить датчик на теле можно несколькими способами. Важно, чтобы датчик плотно прилегал к коже и не смещался от касаний, сокращений мышцы и движений. Далее рассмотрим варианты крепления датчика.

Лейкопластырь

Лучше всего использовать фиксирующий медицинский лейкопластырь на тканевой основе. Приклеить можно двумя способами (рис. 3):
двумя узкими поперечными полосками по краям модуля,
одной широкой поперечной полоской через центр модуля.
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4
Рис. 4 Крепление модуля при помощи лейкопластыря
Эластичная повязка

Повязка должна быть достаточно широкая и тугая, чтобы модуль плотно прилегал к телу и электроды сохраняли хороший контакт с кожей.
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4
Рис. 5 Крепление модуля при помощи эластичной повязки
Тейп (спортивный пластырь)

Приклеить датчик можно и при помощи тейпа (рис. 6). Тейп хорошо растягивается только в одном направлении, поэтому модуль лучше располагать поперек данного направления.
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4
Рис. 6 Крепление модуля при помощи тейпа (спортивного пластыря)
Обтягивающая спортивная одежда

Модуль можно подложить под обтягивающую спортивную одежду, предварительно
немного зафиксировав лейкопластырем/тейпом.
3. Подключение к Arduino
На рис. 7 приведен пример подключения модуля MYO v1.4 к микроконтроллеру Arduino Uno. При подключении MYO v1.4 к другому микроконтроллеру семейства Arduino, расположение SPI контактов может отличаться. Проверено на следующих модулях Arduino: Uno, Leonardo, Pro Micro, Mini, Nano и Mega.

Обязательно используйте USB изолятор, если подключаете Arduino к компьютеру, включенному
в сеть электропитания* (см. рис. 7.1)). Если используется ноутбук со встроенным аккумулятором
(до 12 вольт), то USB изолятор можно не использовать при условии, что ноутбук отключен от сети электропитания (см. рис. 7.2)). Соблюдайте общепринятые нормы и правила
электробезопасности при работе с датчиком.
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4

Рис. 7: Схема подключения MYO v1.4 к Arduino UNO:

1) с использованием USB изолятора, 2) без использования USB изолятора.

ВАЖНО! Будьте внимательны при подключении выводов «Gnd» и «5V»,
неправильная полярность приведет к выходу модуля из строя. Если модуль начнет греться, немедленно отключите питание и проверьте правильность подключения модуля.
Программирование Arduino UNO
Для программирования контроллера Arduino UNO используйте бесплатно распространяемую среду Arduino IDE https://www.arduino.cc/en/main/software
Подключите контроллер Arduino UNO к ПК.
1.
2.
ВАЖНО! Если программирование происходит с подключенным MYO v1.4 к Arduino UNO, используйте USB изолятор для подключения Arduino Uno к ПК. Если используется ноутбук со встроенным аккумулятором (до 12 вольт), отключите шнур электропитания ноутбука.
Выберите контроллер Arduino UNO вразделе Tools -> Port
Выберите тип программируемой платформы в разделе Tools -> Board -> Arduino UNO
Скачайте бесплатную библиотеку https://github.com/ELEMYO/Elemyo-library
Установите библиотеку через Arduino IDE Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library…
Откройте пример, распространяемый вместе с библиотекой File -> Examples -> Elemyo-library -> Terminal.
Загрузите пример на плату Sketch -> Upload
После успешной загрузки, можно простейшим методом визуализировать сигнал с датчика, используя встроенный в Arduino IDE Plotter. Перейдите Tools -> Serial Plotter и выставьте скорость 115 200 baud. Для более детального анализа сигнала используйте Elemyo_GUI, Python или Matlab, рассмотренные далее в разделе «Визуализация сигнала».
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
4. Визуализация сигнала
Для визуализации, анализа и обработки сигнала можно воспользоваться следующим программным обеспечением:
Elemyo_GUI — бесплатное программное обеспечение для работы с датчиком в системе Windows 10 (32/64 разрядные версии).
Python — многофункциональная среда разработки (бесплатная) с множеством готовых библиотек по обработке и анализу сигналов, в том числе ЭМГ, ЭКГ и ЭЭГ. Для работы с датчиком из среды Python можно воспользоваться готовым скетчем, который можно дополнить индивидуальным функционалом.
Matlab — математический пакет (платный) с широким функционалом.
ELEMYO GUI
­
Программа не требует установки, достаточно скачать файл по ссылке, разархивировать и запустить “Elemyo_GUI.exe”. Программа распространяется бесплатно под MIT лицензией.
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4

Рис. 8: графическое окно программы.

Функционал:
Отображение сигнала в реальном времени. Возможность масштабирования и перелистывания графика сигнала.
Отображение частотного спектра сигнала (окно анализа — 1 секунда, коэффициент сглаживания 0.85).
Отображение спектрограммы сигнала.
Возможность задания режекторного фильтра на 50/60Гц, а также полосового с заданной полосой пропускания.
Советы по работе с программой:
Программа автоматически находит свободный COM порт и подключается к нему. В случае наличия нескольких свободных портов, программа подключится к порту с наименьшим номером.
Если свободный COM порт отсутствует – программа находится в режиме ожидания.
При подключении к COM порту начинается автоматическая отрисовка сигнала.
Горячие клавиши:
⠀⠀«SPACE» - пауза
⠀⠀«ENTER» - старт
⠀⠀«R» - начать запись заново
⠀⠀«ESC» - выход из программы
При отключении устройства от COM порта во время работы программы, программа автоматически закроется.
Визуализация, анализ и обработка сигнала в Python
Скачайте бесплатную среду разработки Anaconda для программирования на языке Python с официального сайта https://www.anaconda.com/
В разделе Environments Anaconda установите следующие расширения:
⠀· ⠀Pyserial версии 3.4 или выше
⠀· ⠀Pyqtgraph версии 0.1 или выше
⠀· ⠀QtPy версии 1.3.1 или выше
⠀· ⠀Numpy версии 1.13 или выше
⠀· ⠀Scipy версии 0.19 или выше
Скачайте файл программы https://github.com/ELEMYO/Python-terminal
Используя встроенный в Anaconda редактор Spyder, откройте скачанный файл.
Измените в коде переменную COM на значение, соответствующее номеру COM порта подключенного контроллера. (Данный пункт можно пропустить — так как если COM порт не задан, программа автоматически подключится к первому свободному порту).
Запустите код.
На рисунке 9 представлен пример графического окна программы.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4

Рис. 9: графическое окно программы.

Функционал получаемого графического окна аналогичен функционалу Elemyo_GUI.
Визуализация, анализ и обработка сигнала в пакете Matlab*
*Matlab является платным пакетом прикладных программ для решения задач технических вычислений.
Вы можете воспользоваться бесплатной 30-дневной лицензией, скачав пакет по ссылке https://www.mathworks.com/campaigns/products/trials.html
Скачайте папку с проектом программы по ссылке https://github.com/ELEMYO/Matlab-terminal
Откройте файл main.m
Измените в коде переменную COM на значение, соответствующее номеру COM порта подключенного контроллера.
Запустите код.
На рисунке 10 представлен пример графического окна программы.
1.
2.
3.
4.
5.
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4

Рис. 10: графическое окно программы.

5. Пример сигнала
Датчик предназначен для регистрации ЭМГ (электромиографических) и ЭКГ (электрокардиографических) сигналов.
Изогнутая контактная поверхность ЭМГ датчика мышц MYO v1.4

Рис. 11: пример ЭМГ сигнала, получаемого датчиком MYO v1.4

Автор: Elemyo